N,N′-二硝基-N,N′-二(3-([1,2,3]-三唑并[4,5-c]呋咱-4,5-内盐-5-基)呋咱-4-基)二氨基甲烷的合成与表征
2011-01-28张叶高王伯周胡艳华李文杰周彦水关弘扬张学林
张叶高,王伯周,胡艳华,李文杰,周彦水,周 诚,关弘扬,张学林
(1.西安近代化学研究所,陕西 西安710065;2.西安彩晶光电科技股份有限公司,陕西 西安710065;3.郑州大学,河南 郑州450001)
引 言
自1974年三唑并呋咱内盐结构报道后[1],美国等国设计了一系列三唑并呋咱内盐类化合物[2-5],此类化合物由于含有大量的N-O、N-N 和C-N键,所以正生成焓非常高,能量密度也较高。Gunasekaran等人报道合成出N,N′-二硝基-N,N′-二(3-([1,2,3]-三唑并[4,5-c]呋咱-4,5-内盐-5-基)呋咱-4-基)二氨基甲烷(MNOTO)[6]。MNOTO 分子内电荷间诱导力以及离域大π键使得分子稳定性增加,提高了化合物的安定性。计算表明[7],MNOTO的密度为1.90g/cm3,爆速为9 250m/s,爆压40.7GPa,含氮质量分数约51%,发气量大,可作为固体推进剂组分和高能炸药。目前,国内还未见对其合成与应用方面的详细报道。
本研究参考文献[8-10],通过优化MAOTO 的合成工艺条件,制备出纯度为97%的粗品,以浓硝酸/醋酐替代100%硝酸/醋酐体系进行硝化制备MNOTO。
1 实 验
1.1 合成路线
以DAF 为起始原料,先经Caro′s acid氧化得到二氨基氧化偶氮呋咱(DAAF),DAAF 被锌粉还原生成二氨基偶氮呋咱(DAAzF),DAAzF 在二乙酰氧基碘苯(IBD)作用下生成的环化产物与甲醛缩合,在浓硝酸/醋酐体系中硝化得到最终产物MNOTO,合成路线如图1所示。

图1 MNOTO 的合成路线Fig.1 The synthetic route of MNOTO
1.2 仪器和材料
德国Elementar公司VarioELⅢ型自动微量有机元素分析仪;美国Nicolet公司NEXUS870型傅里叶变换红外光谱仪;瑞士Bruker 公司AV 500 型(500MHz)超导核磁共振仪;德国Netsch DSC204型差示扫描光谱仪;日本岛津公司GC-MS-QP2010Plus型质谱分析仪,美国Varian公司5000型液相色谱仪。
二乙酰氧基碘苯(IBD);二甲基亚砜(DMSO)、浓盐酸(质量分数35%~37%)、乙醚、丙酮、乙醇、乙酸、甲醛(质量分数37%)、醋酐均为分析纯;……
